(57)【要約】制御手段（１４）は、内燃機関（１）の完全暖機状態と判定できる完暖判定温度よりも低い切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）と、内燃機関（１）の始動後の所定の経過時間を確保する始動後切換許可時間（Ｔｃｈｇ）とを設定し、内燃機関（１）の始動後で監視された水温が切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）を超え且つ計測された経過時間が始動後切換許可時間（Ｔｃｈｇ）を超えた場合に、特定燃料からガス状燃料へ切り換える。
2011132569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス状燃料を含み性状の異なる２種以上の燃料を切り替えて内燃機関に供給する多種燃料切換制御を行う制御手段を有する内燃機関の燃料供給制御装置であって、
前記制御手段は、前記内燃機関の冷却水の水温であって前記内燃機関が完全暖機状態であると判定できる完暖判定温度よりも低い切換許可水温と、前記内燃機関の始動後の所定の経過時間を確保する始動後切換許可時間とを設定し、前記内燃機関の始動時においては特定燃料を前記内燃機関に供給し、前記内燃機関の始動後で監視された前記水温が前記切換許可水温を超え且つ計測された経過時間が前記始動後切換許可時間を超えた場合には前記特定燃料からガス状燃料へ切り換えることを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内燃機関に供給される燃料のフィードバック補正量が所定の設定範囲に収まる条件と、燃料のフィードバック補正制御が所定の経過時間を経過している条件とを設定し、監視された前記水温が前記切換許可水温を超え且つ計測された経過時間が始動後切換許可時間を超えた場合であって、且つ設定した二つの前記条件が成立する場合に、特定燃料からガス状燃料へ切り換えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、バッテリ電圧に所定の判定電圧を設定し、前記バッテリ電圧を監視して前記バッテリ電圧が前記判定電圧を超えている場合にのみ、前記特定燃料から前記ガス状燃料へ切り換えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記切換許可水温を前記内燃機関の始動時の前記水温に応じて設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記切換許可水温を前記内燃機関に供給する燃料の始動時の燃料温度に応じて設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の燃料供給制御装置に係り、特に複数の種類の燃料を内燃機関に供給可能な内燃機関の燃料供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両においては、ガス状燃料を含み性状の異なる２種以上の燃料（例えば、液体のガソリンと気体のＣＮＧ燃料等）を内燃機関に供給可能とし、内燃機関の始動時に特定燃料（ガソリン）を使用するとともに少なくとも内燃機関の温度条件に応じてこれらの燃料を切り換えて供給する多種燃料切換制御を行う制御手段が備えられた内燃機関の燃料供給制御装置を設けたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３３１３５号公報
【特許文献２】特開２００６−３３６４９９号公報
【０００４】
特許文献１に係る多種燃料機関は、第１の燃料と、第１の燃料に比して未燃成分による触媒温度上昇能力の高い第２の燃料とを切り換えるものであり、所定の触媒活性条件と所定の暖機実行条件とが成立している場合に、第２の燃料を選択するものである。
特許文献２に係る内燃機関の燃料供給装置は、燃料切替要求に基づいて２系統の燃料供給系を選択的に切り換えるものであり、切換前の燃料供給系がある気筒に対する燃料噴射の途中に燃料切換要求が発生した場合に、切換前の燃料供給系が燃料噴射中の気筒より後に燃料噴射する所定気筒から、燃料供給系を切り換えるもので、暖機完了判定を実施して切換許可を出すものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来、上記の特許文献２においては、例えば、ガソリンとＣＮＧ燃料を使用した二元燃料車の場合に、内燃機関が完暖になるまでガソリンでの運転を継続し続けるため、環境負荷の小さいＣＮＧ燃料に早く切り換えたい要求に対しては、満足できない問題があった。
また、燃料の切り換え直前で内燃機関の運転が不安定な状況（オープン制御若しくは燃料系に異常がある場合）にあっても、燃料の切り換えが実施されるため、燃料の切り換え後に、ドライバビリティの悪化が生じるおそれがあった。
更に、ガソリンとＣＮＧ燃料との切換条件が完暖完了判定のみのため、完暖での再始動時には、ガソリンからＣＮＧ燃料に即時に切り換るため、ガソリンを殆ど使用しない状況が発生してしまい、この場合、ガソリンの給油頻度が著しく低下するため、ガソリンの経年劣化により、燃料噴射弁にガム質づまりを引き起こしてしまい、内燃機関の始動不良を招くおそれがあった。【０００６】
そこで、この発明の目的は、燃料の切り換えの最適化を図るとともに、運転者の要求を満足させる燃料切換時間を設定し、且つドライバビリティの悪化を防止する内燃機関の燃料供給制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、ガス状燃料を含み性状の異なる２種以上の燃料を切り替えて内燃機関に供給する多種燃料切換制御を行う制御手段を有する内燃機関の燃料供給制御装置であって、前記制御手段は、前記内燃機関の冷却水の水温であって前記内燃機関が完全暖機状態であると判定できる完暖判定温度よりも低い切換許可水温と、前記内燃機関の始動後の所定の経過時間を確保する始動後切換許可時間とを設定し、前記内燃機関の始動時においては特定燃料を前記内燃機関に供給し、前記内燃機関の始動後で監視された前記水温が前記切換許可水温を超え且つ計測された経過時間が前記始動後切換許可時間を超えた場合には前記特定燃料からガス状燃料へ切り換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の内燃機関の燃料供給制御装置は、環境負荷の低減と内燃機関の始動の安定性の確保とのバランスを図って燃料の切り換えを実施することから、燃料の切り換えの最適化を図るとともに、運転者の要求を満足させる燃料切換時間を設定し、且つドライバビリティの悪化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は内燃機関の燃料供給制御のフローチャートである。（実施例）
【図２】図２は燃料のフィードバック制御判定条件のフローチャートである。（実施例）
【図３】図３は内燃機関の燃料供給制御装置のシステム構成図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、燃料の切り換えの最適化を図るとともに、運転者の要求を満足させる燃料切換時間を設定し、且つドライバビリティの悪化を防止する目的を、環境負荷の低減と内燃機関の始動の安定性確保とのバランスを図って燃料の切り換えを実施して実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。
図３において、１は車両に搭載される内燃機関である。この内燃機関１は、ガス状燃料を含み性状の異なる２種以上の燃料として、例えば、ガソリンからなる液体の特定燃料とＣＮＧ燃料からなる気体のガス状燃料が供給される、いわゆるバイフューエルエンジンである。【００１２】
内燃機関１には、２系統の燃料供給装置２として、特定燃料（ガソリン）用の第１の燃料供給装置３とガス状燃料（ＣＮＧ燃料）用の第２の燃料供給装置４とが設けられる。
第１の燃料供給装置３は、内燃機関１に取り付けられた燃料噴射弁５と、この燃料噴射弁５に燃料を導く第１の燃料供給管６と、この第１の燃料供給管６が接続した第１の燃料タンク７とを備える。第１の燃料供給管６の途中には、燃料ポンプ８が設けられている。
第１の燃料タンク７は、特定燃料を貯留するものである。
第２の燃料供給装置４は、内燃機関１に取り付けられた燃料供給弁９と、この燃料供給弁９に燃料を導く第２の燃料供給管１０と、この第２の燃料供給管１０が接続した第２の燃料タンク１１とを備える。第２の燃料供給管１０の途中には、ＣＮＧ燃料の圧力を調整する燃料レギュレータ１２が設けられている。第２の燃料タンク１１は、ガス状燃料を貯留するものである。
この第１の燃料供給装置３と第２の燃料供給装置４とは、燃料供給制御装置１３によって制御される。【００１３】
この燃料供給制御装置１３は、燃料噴射弁５と燃料ポンプ８と燃料供給弁９とに連絡する制御手段（ＥＣＭ）１４を備えている。
また、この制御手段１４には、イグニションスイッチ１５と、内燃機関１の冷却水温度である水温を内燃機関の温度として検出する水温センサ１６と、特定燃料の温度を検出する第１の燃料温度センサ１７と、ガス状燃料の温度を検出する第２の燃料温度センサ１８と、内燃機関１の回転数を検出するエンジン回転数センサ１９と、バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧センサ２０と、特定燃料とガス状燃料との選択をオート（ＡＵＴＯ）モードで行うか否かを指令する燃料選択スイッチ２１とが接続している。
第１の燃料温度センサ１７は、第１の燃料タンク７の内部又は第１の燃料供給管６に取り付けられる。第２の燃料温度センサ１８は、第２の燃料タンク１１の内部又は第２の燃料供給管１０に取り付けられる。【００１４】
制御手段１４は、特定燃料とガス状燃料とを内燃機関１に供給可能とし、内燃機関１の始動時に特定燃料を使用するとともに少なくとも内燃機関１の温度条件に応じてこれらの燃料を切り換えて供給する多種燃料切換制御を行う燃料切換制御手段１４Ａと、燃料噴射弁５又は燃料供給弁から内燃機関１への燃料供給量を制御する燃料供給量制御手段１４Ｂと、水温や燃料温度を判定する温度判定手段１４Ｃと、時間を計測する時間計測手段（タイマ）１４Ｄとを備えている。
制御手段１４は、燃料の供給制御を所定の燃料のフィードバック補正制御開始条件（図２参照）が成立した場合に、燃料のフィードバック補正制御を実施して燃料供給量を制御するものである。一般的な空燃比に基づく燃料のフィードバック補正制御で良い。【００１５】
この実施例において、制御手段１４は、内燃機関１の完全暖機状態と判定できる水温である完暖判定温度よりも低い切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）と、内燃機関１の始動後の所定の経過時間を確保する始動後切換許可時間（Ｔｃｈｇ）とを設定し、内燃機関１の始動後で監視された水温が前記切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）を超え且つ計測された経過時間が前記始動後切換許可時間（Ｔｃｈｇ）を超えた場合に、特定燃料からガス状燃料へ切り換える。
前記切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）は、内燃機関１の始動時の水温に応じて設定されるものであり、内燃機関１の完全暖機状態と判定できる水温である完暖判定温度よりも所定量低い温度として設定される。この切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）を用いて特定燃料からガス状燃料への切り換えを判断することは、燃料の切換時期を完全暖機時の場合よりも早めるためである。また、始動時の水温が低い場合は車両の置かれた環境温度が低く水温が上がり難い場合であるので、始動時の水温が低くなるほど切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）を低く設定する。
また、前記始動後切換許可時間（Ｔｃｈｇ）は、内燃機関１の始動時の水温に応じて設定されるものであり、内燃機関１を所定時間継続して運転し、特定燃料を所定量消費したと判定できる運転時間として設定される。この始動後切換許可時間（Ｔｃｈｇ）を用いて特定燃料からガス状燃料への切り換えを判断することは、燃料の切換時期を遅らせるためである。
更に、前記切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）と前記始動後切換許可時間（Ｔｃｈｇ）とを併せて用い、特定燃料からガス状燃料（ＣＮＧ燃料）への切り換えを判断することにより、短時間の内燃機関１の停止、車両の停止が繰り返される運転状況では、完全暖機温度のみの判断と比べて、特定燃料の消費量を確保、つまり、燃料の温度の高い状況での特定燃料の使用率を向上させることができる。一方、低温時等には、特定燃料を使用して運転する時間が、必要以上に長くなる状態を減らすことができ、これにより、長期にわたって安定した始動性を確保でき、信頼性を確保することができる。始動時の燃料温度が低い場合は車両の置かれた環境温度が低く燃料温度が上がり難い場合であるので、始動時の燃料温度が低くなるほど切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）を低く設定する。【００１６】
制御手段１４は、内燃機関１に供給される燃料のフィードバック補正量が所定の設定範囲に収まる条件と、燃料のフィードバック補正制御が所定の経過時間を経過している条件とを設定し、監視された水温が前記切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）を超え且つ計測された経過時間が始動後切換許可時間（Ｔｃｈｇ）を超えた場合であって、且つこれらの燃料フィードバック制御判定条件（図２参照）が成立する場合に、特定燃料からガス状燃料へ切り換える。【００１７】
更に、制御手段１４は、バッテリ電圧に所定の判定電圧（Ｖｂｃｈｇ）を設定し、バッテリ電圧を監視してバッテリ電圧が前記判定電圧（Ｖｂｃｈｇ）を超えた場合にのみ、特定燃料からガス状燃料へ切り換える。【００１８】
次に、この実施例に係る燃料供給制御を、図１、図２に基づいて説明する。
図１に示すように、制御手段１４のプログラムがスタートした内燃機関１の始動時には（ステップＡ０１）、内燃機関１へは特定燃料が供給される。そして、制御手段１４は、燃料選択スイッチ２１がオート（ＡＵＴＯ）モードが否かを判断する（ステップＡ０２）。
このステップＡ０２がＹＥＳの場合には、制御手段１４のプログラムは、水温が切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）を超えたか否かを判断する（ステップＡ０３）。このステップＡ０３がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻す。
このステップＡ０３がＹＥＳの場合には、制御手段１４のプログラムは、内燃機関１の始動後の所定の経過時間が始動後切換許可時間（Ｔｃｈｇ）を超えたか否かを判断する（ステップＡ０４）。このステップＡ０４がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻す。
このステップＡ０４がＹＥＳの場合には、制御手段１４のプログラムは、燃料のフィードバック制御判定条件を求める（ステップＡ０５）。この燃料のフィードバック制御判定条件については、後述の図２のフローチャートで説明する。
そして、制御手段１４のプログラムは、燃料のフィードバック制御判定条件が成立したか否かを判断する（ステップＡ０６）。このステップＡ０６がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻す。
このステップＡ０６がＹＥＳの場合には、制御手段１４のプログラムは、バッテリ電圧が判定電圧（Ｖｂｃｈｇ）を超えたか否かを判断する（ステップＡ０７）。このステップＡ０７がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻す。
このステップＡ０７がＹＥＳの場合には、制御手段１４のプログラムは、特定燃料からガス状燃料への切り換えを許可する（ステップＡ０８）。
一方、前記ステップＡ０２がＮＯの場合には、制御手段１４のプログラムは、特定燃料の運転を指示して、ガス状燃料の運転を禁止する（ステップＡ０９）。
前記ステップＡ０８の処理後、又は、前記ステップＡ０９の処理後は、プログラムをエンドとする（ステップＡ１０）。【００１９】
上記の図１のステップＡ０５における燃料フィードバック制御判定条件は、図２に基づいて求められる。
図２に示すように、制御手段１４のプログラムがスタートすると（ステップＢ０１）、先ず、イグニションスイッチ１５がオフか、又は、所定時間以上燃料のフィードバック補正制御中でないか、又は、エンジン回転数が零（０）かを、判断する（ステップＢ０２）。
このステップＢ０２がＹＥＳの場合には、燃料のフィードバック制御判定条件が不成立とする（ステップＢ０３）。
一方、このステップＢ０２がＮＯの場合には、制御手段１４のプログラムは、燃料のフィードバック補正制御を開始したか否かを判断する（ステップＢ０４）。このステップＢ０４がＮＯの場合には、前記ステップＢ０３に移行する。
このステップＢ０４がＹＥＳの場合には、制御手段１４のプログラムは、燃料のフィードバック補正値（燃料フィードバック補正値）が、低い側の所定値（ＣｆｂＬ）を超え且つ高い側の所定値（ＣｆｂＨ）未満か否かを判断する（ステップＢ０５）。このステップＢ０５がＮＯの場合には、前記ステップＢ０３に移行する。
このステップＢ０５がＹＥＳの場合には、制御手段１４のプログラムは、燃料のフィードバック補正制御の開始後の時間（燃料フィードバック開始後時間）が所定時間（Ｔｆｂｃｈｇ）を超えたか否かを判断する（ステップＢ０６）。このステップＢ０６がＮＯの場合には、前記ステップＢ０３に移行する。
このステップＢ０６がＹＥＳの場合には、燃料フィードバック制御判定条件が成立したとする（ステップＢ０７）。
前記ステップＢ０３の処理後、又は、前記ステップＢ０７の処理後は、プログラムを戻す（ステップＢ０８）。【００２０】
このように、制御手段１４のプログラムは、内燃機関１の完全暖機状態と判定できる完暖判定温度よりも低い水温である切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）と、内燃機関１の始動後の所定の経過時間を確保する始動後切換許可時間（Ｔｃｈｇ）とを設定する。そして、制御手段１４のプログラムは、内燃機関１の始動後で監視された水温が前記切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）を超え且つ計測された経過時間が前記始動後切換許可時間（Ｔｃｈｇ）を超えた場合に、特定燃料からガス状燃料へ切り換える。このため、温度の判定では燃料の早期切換可能になり、完全暖機を待たずに環境負荷の小さなガス状燃料に切り換えることができる。また、運転時間の判定では燃料の切換遅延可能とすることができる。これにより、内燃機関１の始動後の安定性を確保した最適な切り換えタイミングを与えることができ、また、長期にわたって安定した始動性を確保でき、信頼性を確保することができる。また、水温に応じて始動後切換許可時間（Ｔｃｈｇ）を設けることによって、燃料選択がオート（ＡＵＴＯ）モードの場合に、燃料の自動切換のタイミングを任意に設定することができる。したがって、経年劣化による特定燃料のガム質づまりを防ぐために、特定燃料の使用頻度を上げて給油回数を増やし、特定燃料の劣化度合いを低下させることで、特定燃料での内燃機関１の始動不良の問題に対応することができる。
また、制御手段１４のプログラムは、内燃機関１に供給される燃料のフィードバック補正量が所定の設定範囲に収まる条件と、燃料のフィードバック補正制御が所定の経過時間を経過している条件とを設定する。そして、制御手段１４のプログラムは、監視された水温が前記切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）を超え且つ計測された経過時間が始動後切換許可時間（Ｔｃｈｇ）を超えた場合であって、且つこれらの燃料フィードバック制御判定条件が成立する場合に、特定燃料からガス状燃料へ切り換える。このように、燃料のフィードバック補正制御の変動が抑制された後に燃料を切り換えることになる。つまり、内燃機関１の安定的な運転性を確保できた状態から燃料を切換ることになる。このため、内燃機関１の始動後や、燃料の切換前後でのドライバビリティの悪化を防ぐことができる。
更に、制御手段１４のプログラムは、バッテリ電圧に所定の判定電圧（Ｖｂｃｈｇ）を設定し、バッテリ電圧を監視してバッテリ電圧が前記判定電圧（Ｖｂｃｈｇ）を超えている場合にのみ、特定燃料からガス状燃料へ切り換える。このように、複数の燃料供給経路を持つ燃料供給システムにおいて、システムの各部品（燃料供給弁等）の安定した燃料供給動作が確保された状態下で燃料を切り換えるので、ドライバビリティの悪化を防止できる。システムの各部品（燃料供給弁等）の安定した燃料供給動作が確保できる電圧を判定電圧（Ｖｂｃｈｇ）とすれば良い。
更にまた、前記切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）を内燃機関１の始動時の水温に応じて設定することから、暖機前の燃料の切換許可を与えるタイミングを最適に設定できる。【００２１】
なお、この実施例においては、切換許可水温（ＷＴｃｈｇ）を内燃機関１に供給する燃料の始動時の燃料温度に応じて設定することも可能である。これにより、暖機前の切換許可を与えるタイミングを最適に設定できる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
この発明に係る燃料供給制御装置を、ＬＰＧ燃料等を用いる他の内燃機関に適用可能である。
【図１】
2011132569.tif 000003
【図２】
2011132569.tif 000004
【図３】
2011132569.tif 000005
【国際調査報告】
2011132569.tif 000006
2011132569.tif 000007
2011132569.tif 000008